Генератор серии импульсов Советский патент 1982 года по МПК H03K3/64 

1

Изобретение относится к импульсной технике и может быть использовано в радиотехнических устройствах и системах автоматики.

Известно устройство для формирования серии импульсов, содержащее генератор импульсов, ключевое устрой, ство, счетчик импульсов, элементы И, блок хранения программы и триггер, выход генератора импульсов через клю-JQ чевое устройство соединен со входом счетчика импульсов, а кодовые выходы блока хранения программы поразрядно подключены через схемы И к соответствующим входам счетчика импульсов, выход которого подсоединен ко входу блока хранения программы, выход счетчика импульсов подключен к одному из входов триггера, второй вход которого соединен со входами элемен- 20 тов И и выходом блока хранения программы, а выход триггера подсоединен к управляющему входу ключевого устройства t

Однако известное устройство не позволяет формировать кодированную серию импульсов и не может изменять расположение импульсов в серии от цикла к циклу по заданной программе.

Наиболее близким по технической сущности к изобретению является генератор серии импульсов, содержащий формирователь серии импульсов, состоящий из последовательно включенных триггера, генератора им пульсов, формирователя импульсов и счётчика импульсов, выход и второй вход которого подключены ко входам счетчика импульсов блока хранения программ, разрядные выходы которого подключены через элементы И-НЕ и резисторы к делителю напряжения, который через переключа гель соединен с другими входами элементов И-НЕ, а резисторы блока хранения программ через управляемое линейное сопротивление соединены со вторым входом ге нератора импульсов | 2 J. в данном генераторе формируются серии импульсов с регулярным располо-, жением, но невозможно получить кодированную серию импульсов с нерегулярным распределением во времени. Цель изобретения - расширение функциональных возможностей за счет формирования кодированной серии импульсов, синхронной с зондирующим сигналом, с изменением расположения СОВ в серии от цикла к циклу по заданной программе. Поставленная цель достигается тем что в генератор серии импульсов, содержащий формирователь серии импульсов, состоящий из последовательно соединенных триггера, генератора импульсов, формирователя импульсов и счетчика импульсов, второй вход кото рого подключен к первому входу генератора импульсов, второй вход которого соединен с управляемым линейным сопротивлением, а также блок хранения программ, включающий в себя счетчик импульсов, каждый разрядный выход которого соединен через последовательно соединенные элемент НЕ и резистор с делителем напряжения первый вход счетчика импульсов блока хранения программ соединен с выходом счетчика импульсов формирователя серии импульсов, второй Вход которого подключен ко второму входу счетчика импульсов блока хранения программ, выходь резисторов которого соединены с управляемым линейным сопротивление дополнительно введены две элемента И триггер, дифференцирующая цепь, элемент ИЛИ, формировательимпульсов, а также идентичные основным блок хра нения программ и формирователь серии импульсов, причем выходы триггеров формирователей серии импульсов через последовательно соединенные первый элемент И, формирователь импульсов и второй элемент И подключены к первому входу дополнительного триггера, второй вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а выход, триггера соединен через дифференцирующую цепь с первым входом триггеров основного и дополнительного формирователей серии импульсов, а первые входы счетчиков импульсов которых подключены соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ, при этом выходы триггера и счет чика импульсов дополнительного форми рователя серИ импульсов соединены 95 импуль- формирователе серии импульсов между 74 с первым и вторым входами счетчика импульсов дополнительного блока хранения программ, выходы резисторов которого подключены к управляемому линейному сопротивлению дополнительного формирователя серии импульсов, входы делителей напряжения основного и дополнительного блоков хранения программ объединены, а в каждом ВЫХОДОМ счетчика импульсов и вторым входом триггера включена введенная дифференцирующая цепь. На фиг. 1 приведена функциональная блок-схема предлагаемого генера тора серии импульсов; на фиг. 2 временная диаграмма, поясняющая принцип его работы; на фиг. 3 схема подключения управляемого линейного сопротивления к времязадающей RC-цепи генератора импульсов. Генератор серии импульсов,(фиг.1) содержит формирователи 1 и 2 серии импульсов, каждый из которых содержит триггер 3 генератор {импульсов в виде заторможенного автоколебательного генератора формирователь 5 импульсов по переднему фронту, счетчик 6 импульсов, линейное управляемое сопротивление 7, выполненное на транзисторе, дифференцирующую цепь 8, блоблоки 9 и 10 хранения программ, каждый из которых содержит счетчик 11 импульсов, элементы НЕ 1Z, резисторы 13 делитель Т напряжения на ре.зисторах 15 и 16, а также элементы И 17 и 18, триггер 19 формирователь 20 импульсов по заднему фронту, элемент ИЛИ 21, дифференцирующую цепь 22, входную шину 23, выходную шину 2А, источник 25 питания. 1I Устройство работает следующим образом. В исходном состоянии при включении напряжения питания и отсутствии зондирующих импульсов на шине 23 после окончания переходных процессов в генераторе триггеры 3 формирователей 1 и 2 устанавливаются в положение, когда на их выходе есть логический О, который вызывает срыв автоколебательного процесса в генераторах k импульсов ввиду разрыва цепи положительной обратной связи. В этом случае на шине 2k выходного сигнала нету логического О фиг.2в), а счетчики 6 и 11 импульсов стают Вположение когда на их прямых

поразрядных выходах устанавливается логический О, а на инверсных логическая Ч, так как с выхода триггеров 3 на установочный вход счетчиков 6 и 11 импульсов подается логический О. Рабочая точка транзистора 7 формирователя 1 делителем k блока 9 выставляется на конце линейного участка его характеристики (транзистор открыт, но не насыщен), а рабочая точка транзистора 7 формирователя 2 делителем 1 блока 10 устанавливается на начале линейного участка его характеристики (транзистор подзакрыт, но не заперт). Таким образом, рабочая точка транзисторов 7 формирователя 1 выбирается из условия полного использования линейной области изменения сопротивления между коллектором и эмиттером.

С прямых поразрядных выходов счетчика 11 импульсов блока 9 хранения программ подается на вход элементов НЕ 12 логический О, поэтому на выходе этих элементов устанавливается логическая 1, т.е. все резисторы 13 блока 9 подключены к источнику 25 питания параллельно резистору 15 делителя 1А блока Э- Так как сопротивление резисторов 13 больше сопротивления резистора 15i а сопротивление резистора 16 меньше сопро;тивления резисторы 13, то напряжение смещения устанавливаемое делителем Tt блока 9 (фиг, 25), остается неизменным.

С инверсных поразрядных выходов счетчика 11 блока 10 пода.ется на соответствующие входы элементов НЕ 12 логическая 1, тогда на их выходах присутствует логический О и все резисторы 13 блока 10 оказываются подключенными параллельно резистору 16 блока 10, уменьшая общее сопротивление.

Первый приходящий на шину 23 зондирующий импульс (логическая 1 фиг. 2а)проходит через элемент И 17, так как на разрешающий его вход поступает логическая 1 от формирователя 20 импульсов по заднему фронту и воздействует на раздельный вход триггера 19, который изменяет свое состояние. Перепад напряжения с выхода триггера 19 поступает на дифференцирующую цепь 22, с выхода которой короткий импульс, образованный от заднего фронта перепада напряжения перебрасывает триггеры 3 в состояние

с логического О на 1. Тем самым снимается запрет с заторможенных автоколебательных генераторов k и восстанавливается цепь их положительной обратной связи. В заторможенных автоколебательных генераторах начинается процесс генерации и на его выходе формируется последовательность импульсов, которая воздействует на

вход формирователей 5 импульсов по переднему фронту..С выхода формиров:ателей S (фиг. 22., 2д) нормированные по длительности серии импульсов с постоянным периодом понтооения

поступают.для суммирования их во времени на входы элемента ИЛИ 21 и одновременно воздействуют на счётный вход счетчиков 6 импульсов для их заполнения и подсчета количества

импульсов в серии каждого формирователя 1 и 2. В результате суммирования во времени в элементе ИЛИ 21 двух регулярных импульсных последовательностей , имеющих различные периоды повторения, на шине (фиг.26) получаем кодированную серию импульсов. Счетчики 6 импульсов предназначены для подсчета количества импульсов в серии в каждом формирователе 1 и 2s число импульсов в котором определяется разрядностью счетчиков 6. Рабочая точка транзистора 7 формирователя выбрана на верхнем линейном участке характеристики ;1при максимальном положительном потенциале на его базе (фиг. 2(5) . Транзистор 7 формирователя 1 открыт, и при этом шунтирует через сопротивление перехода коллектор-эмиттер постоянную времени время-задающей RC-цепи генератора на общую шину (фиг. 3). По- этому постоянная времени времязадающей цепи генератора k есть минимальной, а частЬта следования выходных импульсов-максимальной (фиг. 2 ). Рабочая точка транзистора 7 формирова теля 2 находится на начальном линейном участке характеристики при минимальном положительном потенциале на его базе (фиг. 24). Транзистор 7 формирователя 2 находится в состоянии, близком к запиранию, почти не оказывая шунтирующего воздействия на времязадающую RC-цепь генератора k, тогда частота выходных импульсов с генератора k также минимальная (фиг. 2 ). Так как частота генерируемых импульсов с генератора k формирователя 1 зыше, чем с генератора А формирователя 2, то и заполнение счетчика импульсов 6 формирователя 1 происходит быстрее, чем счетчика импульсов 6 формирователя 2. Когда полностью заполнится счетчик импульсо.в 6 формирователя 1 и переключится триггер старшего разряда, тогда перепад напряжения с него воздействует на счет ный вход счетчика 11 блока 9 импульсов и в нем изменяется состояние ячейки триггера младшего разряда. Перепад напряжения с ячейки триггера старшего разряда счетчика 6 импульсо также поступает через дифференцирующую цепь 8 формирователя 1.1на сброс триггера 3 этого формирователя в исходное состояние. Логический О с выхода триггера 3 срывает автоколебательный процесс в генераторе 4 фор мирователя 1 и одновременно поступае на элемент 18, на который после запо нения счетчика 6 формирователя 2 так поступает логический О с выхода триггера 3 аналогичным образом как и с формирователя 1 . На вход элемента 18 раньше поступает логический О с выхода триггера 3 формирователя 1 поэтому логический О с выхода три1 гера 3 формирователя 2 проходит чере элемент И 18 на вход формирователя 20 импульсов по заднему фронту, кото рый формирует от заднего фронта перепада напряжения короткий по длительности импульс отрицательной полярности (логический О) для сброса в исходное состояние триггера 19 и о одновременно воздействует на разреша ющий вход элемента И 1 7 для запрета прохождения зондирующих импульсов на время своей длительности. За сче запрета прохождения импульса с шины 23 на время сброса триггера 17 в исходное состояние обеспечивается помехоустойчивая работа генератора, когда на шину 23 поступают зондирудаие импульсы с нерегулярным пото ком, период повторения которых намного меньше длительности серии, формируемой генератором, С возвращением генератора в исходное состояние и окончанием цикла формирования кодированной серии импульсов на шине 2k (фиг, 2 е) одновременно перепад напряжения с выхода ячейки триггера старшего разряда счетчиков 6 импульсов воздействует на счетный вход счетчиков 11 импульсов блоков 9 и 10 хранения программ. В результате младший разряд счетчика 11 импульсов блока 9 изменяет состояние с логического О на 1, а младший разряд счетчика 11 импульсов блока 10 с логической 1 на О, С приходом на шину 23 следующего зондирующего импульса снова срабатывает триггер 17 и триггеры 3 поэтому начинается формирование в формирователя 1 и 2 серии импульсов с новой расстановкой во времени, так как в конце предыдущего цикла изменили свое состояние младщие разряды счетчиков 11 импульсов. Поэтому на выходе элемента НЕ 12 младшего разряда счетчика 11 блока 9 есть логический О и резистор 13 оказывается подключенным параллельно резистору 16 делителя 1 блока Э, тем самым уменьшая напряжение смещения на базе транзистора 7 формирователя 1, а также автоматически и частоту следования выходных импульсов с генератора Ц этого формирователя за счет увеличения его постоянной времени времязадающей цепи (см, фиг, 3) Таким образом, с приходом следующего зондирующего импульса по шине 23 в формирователе 1 частота следования импульсов в серии уменьшается (фиг, 2б, 2Ъ) по отношению к предыдущему циклу работы. В формирователе 2 в результате срабатывания ячейки триггера младшего разряда счетчика 11 импульсов блока 10 изменяется ее состояние с логической 1 на О, тогда и на выходе элемента НЕ 12 блока 10 младшего разряда счетчика 11 устанавливается логическая 1, Резистор ,13 блока 10 оказывается подключенным параллельно резистору 15 этого блока, тем самым увеличивая напряжение смещения на базе транзистора 7 формирователя 12, а также автоматически увеличивается и частота следования выходных импульсов с генерато(эа 4 формирователя 2 за счет уменьшения постоянной времени времязадающей RC-цепи генератора 4 (фиг, 3) Таким образом, с приходом следую щего зондирующего импульса по шине 23 в формирователе 2 частота следования серии импульсов увеличивается (фиг, 2, 2) по отношению к предыдущему циклу работы. Значит в предлагаемом генераторе: код серии импульсов изменяется от .цикла к циклу (фиг. 2е), так как частота следования импульсов в формирователе 1 от цикла к циклу умень шается, а в формирователе 2 соответственно возрастает. Количество реализуемых кодов или емкость памяти блоков 9 и 10 хранения программ определяется разрядностью счетчиков 11 импульсов, так как каждому состоянию счетчика 11 импульсов соответствует определенное смещение на базе транзисторов 7 и как следствие изменяется частота следования формируемых импульсов в формирователях 1 и 2 от цикла к циклу. Выходная серия импульсов на шине 2 синхронная с зондирующим сигналом на шине 23, потому что все элементы генератора и заторможенные автоколебатель ные генераторы работают в ждущем режиме, жестко связанные с запускаю щим импульсом. Заторможенные автоколебательные генераторы k выполняют функцию преобразователей частоты, т.е. на каждый зондирующий сигнал в формирователях 1 и 2 форми руется ответная серия импульсов с другой частотой следования. Предлагаемый генератор в отличие от извес ных работоспособен и в случае, когд на его входную шину поступает нерегулярная последовательность запускающих импульсов, так как при форми ровании цикла серии приходящие зондирующие импульсы воздействуют на одно и то же плечо триггера, подтверждая его состояние и не вызываю в работе сбоя устройства, триггер 19 обеспечивает помехозащищенность генератора. Программа частоты следования импульсов в серии изменяется согласно величинам сопротивлений резисторов 13 блока Э и 10 хранения программ, необходимый период повторения импульсов в серии определяется из величин постоянных времени времязадающих RC-цепей генераторов А импуль сов и сопротивлений перехода коллектор-эмиттер управляемых линейных сопротивлений 7, через которые шунти руется основная RC-цепь на общую шину генератора, величина сопротивления перехода коллектор-эмиттер которого находится по Характеристикам, исходя из значения необходимого смещения на базе этих транзисторов, кот рое программируется величинами сопротивлений резисторов 12 путем их подбора. В предлагаемом генераторе по сраввнению с известными обеспечивается формирование кодированной серии импульсов, синхронной с зондирующим, с изменением расположения импульсов, в серии от цикла к циклу по заданной программе. Формула изобретения Генератор серии импульсов, содержащий формирователь серии импульсов, состоящий из последовательно соединенных триггера, ге нератора импульсов, формирователя импульсов и счетчика импульсов, второй вход которого подключен к первому входу генератора импульсов, второй вход которого соединен с управляемым линейным сопротивлением, а также блок хранения программ, включающий в себя счетчик импульсов, каждый разрядный выход которого соединен через последовательно соединенные элемент НЕ и резистор с делителем напряжения, первый вход счетчика импульсов блока хранения программ соединен с выходом счетчика импульсов формирователя серии импульсов, второй вход которого подключен ко второму входу счетчика импульсов блока хранения программ, выходы резисторов которого соединены с управляемым линейным сопротивлением, отличающийся тем, что, с целью расширения функциональных возможностей, в него дополнительно введены два элемента И, триггер, дифференцирующая цепь, элемент ИЛИ, формирователь импульсов, а также идентичные основным блок хранения программ и формирователь серии импульсов., причем выходы триггеров формирователей серии импульсов через последовательно соединенные первый элемент И, формирователь импульсов и второй элемент И подключены к первому входу допалнительного триггера, второй вход которого соединен с выходом формирователя импульсов, а выход триггера соединен через дифференцирующую цепь с первым входом триггеров основного и дополнительного формирователей серии импульсов, а первые входы счетчиков импульсов формирователей серии импульсов подключены соответственно к первому и второму входам элемента ИЛИ, при этом выходы триггера и счетчика импульсов дополнительного формирователя серии импульсов соединены с первым и вторым входами счетчика импульсов дополнительного блока хранения программ, выходы резисторов которого подключены к управляемому линейному сопротивлению дополнительного формирователя серии импульсов, входы делителей напряжения основного и дополнительного блоков хранения программ объединены, и в каждом формирователе серии импульсов между выходом счетчика импульсов и вторым входом триггера включена вновь введеная дифференцирующая цепь.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1.Авторское свидетельство СССР № , кл. Н 03 К З/б, 1975.

2.Авторское свидетельство СССР по заявке ff 2905312, кя. Н 03 К З/б, 1980.

4J

44

k

4i

4a

.L

I

4b« «CiVj

дход улраб/гени/г

Вд/лод

if